计算机图形学MFC基础（基于Visual Studio2019）入门教学

本篇学习自：孔令德老师的《三维计算机图形学》

文章目录

1. MFC新建一个工程

1.1 创建一个新项目

1.2 选择MFC应用

选好后，进行下一步。

1.3 定义项目名称，项目文件存放路径

这里定义的项目名称应当为英文，且工程会自动创建对应名称的头文件（.h）以及源文件（.cpp）。
项目文件会创建在自己定义的路径位置下。
单击创建。

1.4 完成创建

这里选择单文档，是因为我们只需要一个交互式窗口，完成对应的绘图任务，不必使用复杂项目工程的多文档窗口。
使用MFC标准，点击完成。

2. 初始工程文件的结构

完成创建后，来到如下界面，首先看看左侧的部分：

2.1 解决方案资源管理器

在解决方案中，包含了新建工程的所有文件，单击可查看对应文件的代码。

其中，各类的功能简述如下：

CAboutDlg类：帮助类，用于说明这个工程的开发信息

CMainFrame类：主框架类

CnameApp类：应用程序入口
其中“C”代表class，“类别”的意思。
“name”是在1.3中我们自定义的项目工程名。
“App”代表application应用程序。

CnameDoc类：文档类，用来管理，存放数据
“Doc”代表document文档。

CnameView类：将文档中的数据可视化，绘制图形就是通过该类实现。

2.2 类视图

上方窗口显示我们已经定义的类。

选中某个类别后，会在下方窗口显示该类的成员函数。

2.3 各类之间的继承关系

其中Text其实就是我们的项目工程名，例如刚刚创建的工程name。

2.4 OnDraw函数

我们进行绘图的代码需要写在CnameView类中的OnDraw函数里。
第一步都是将

/*pDC*/

替换成

pDC

（被注释的指针要放开），便于后文绘图使用。

这里对指针pDC举一个简单的例子，画一条直线。
在

// TODO: 在此处为本机数据添加绘制代码

之后添加代码：

pDC->MoveTo(100,100);// 起点
pDC->LineTo(400,400);// 与上一个点连线连线
pDC->LineTo(200,400); 
pDC->LineTo(100,100);

点击运行即可看到一个简单三角形。

3. 自定义坐标系的设置

3.1 原因

默认坐标系仅有一个象限（图左），但是平时生活中使用的都是具备四个象限的坐标系（图右），这样横纵坐标可以是负值。

3.2 映射模式的宏定义表

自定义的坐标系选择最后一个，由于是宏定义，参数写成

MM_ANISOTROPIC

和

8

是等价的。

3.3 实现

自定义坐标系，将原定选定在客户区中心，x轴水平向右，y轴竖直向上。
清除之前添加的代码。
在CnameView类中的OnDraw函数里添加代码：

   CRect rect;// 矩形对象（含有宽高等）GetClientRect(rect);// 初始化为视区大小
   pDC->SetMapMode(8);// 选择映射模式为自定义
   pDC->SetWindowExt(rect.Width(), rect.Height());// 设置窗口大小
   pDC->SetViewportExt(rect.Width(),-rect.Height());// 设置视区大小
   pDC->SetViewportOrg(rect.Width()/2, rect.Height()/2);// 设置视区原点位置
   rect.OffsetRect(-rect.Width()/2,-rect.Height()/2);//设置偏移函数，对正客户区

讲解：

• 首先设置映射模式函数，函数原型是virtual int SetMapMode(int nMapMode);形参用于指定新的映射模式，这里自定义取值为8。
• 然后设置窗口范围函数，函数原型是virtual CSize SetWindowExt(int cx, int cy);
• 接着设置视区范围函数，函数原型是virtual CSize SetViewportExt(int cx, int cy);
• 之后设置视区原点函数，函数原型是virtual CPoint SetViewportOrg(int x, int y);
• 最后需要将rect平移到客户视区。 这是一个基本的架构代码，以后在绘图前可以直接使用。 其实除了我们改变映射模式的方法之外，还可以将原本的坐标点进行坐标变换，从一个坐标系转换到另一个坐标系，这样也能达到同样的效果。

可以简单画出坐标轴（当时运行试了一下，然后我就删了这段代码）：

    pDC->MoveTo(-rect.Width()/2,0);// 起点
    pDC->LineTo(rect.Width()/2,0);// 与上一个点连线连线
    pDC->MoveTo(0,-rect.Height()/2);
    pDC->LineTo(0, rect.Height()/2);

在自定义坐标系之后添加测试代码：

    CPoint p0(-200,-100),p1(200,-100),p2(0,200);// 三个顶点坐标// 一个简单的三角形
    pDC->MoveTo(p0);// 从p0出发
    pDC->LineTo(p1);
    pDC->LineTo(p2);
    pDC->LineTo(p0);// 到p0终止

4. 画笔画刷的使用

4.1 CDC类 , 绘图工具类

CDC类

• 第一个C代表class类，DC代表设备上下文，定义了设备上下文对象的基类，封装了绘图所需的成员函数。
• GDI是应用程序的图形设备接口，抽象之后得到CDC类。
• 我们在绘图时，经常使用到该类型的指针pDC，但是有一个限制，不能同时使用超过五个设备上下文CDC对象。

绘图工具类

• CGdiObject属于Windows GDI绘图工具的基类，其派生类包含位图CBitmap, 画刷CBrush, 字体CFont, 调色板CPalette, 画笔CPen。

小知识
如何快速得到随机数？
使用如下的语句

srand((unsigned)time(NULL));//时间函数得到真随机rand()%255//随机数的范围为 0~254

RGB宏红色的两种表示方式的差异是？

• RGB(255,0,0), 从左往右，分别对应红 绿 蓝。
• 0x0000FF, 从左往右（高位到低位），分别对应蓝 绿 红。

4.2 绘制像素点

• 下面的绘制像素点函数SetPixel,这个函数会返回RGB值,或者使用仅仅返回bool值的更加快捷的SetPixelV函数。CDC::SetPixel //类属COLORREF SetPixel(int x,int y, COLORREF crColor);COLORREF SetPixel(POINT point, COLORREF crColor); COLORREF SetPixelV(int x,int y, COLORREF crColor);COLORREF SetPixelV(POINT point, COLORREF crColor);---

清除之前添加的代码，保留3.3中 坐标系的变换代码。

在CnameView类中的OnDraw函数里添加代码：

srand((unsigned)time(NULL));// 真随机
    COLORREF crColor;// 颜色//第一四象限随机色像素点构成的正方形for(int x =50; x <350; x++)for(int y =-50; y <250; y++)
            pDC->SetPixelV(x, y,RGB(rand()%255,rand()%255,rand()%255));//第二三象限随机色像素点构成的正方形for(int x =50; x <350; x++)for(int y =-50; y <250; y++){
            crColor = pDC->GetPixel(x, y);// 这个比较费时
            pDC->SetPixelV(-x, y,crColor );}

结果如图：

4.3 绘图标准步骤

使用GDI图形设备接口的步骤一般为：

• 创建新的GDI对象，并选入当前设备上下文中
• 同时保存指向原GDI对象的指针
• 再用新的GDI对象绘图
• 最后将已经保存的GDI对象指针将设备上下文恢复原状。

4.4 画笔的使用（直线段为例）

清除之前手动添加的所有代码。

在CnameView类中的OnDraw函数里添加代码：
注释很详细，力求弄懂设备上下文绘图：
代码

// 定义三个点
    CPoint p0(100,100),p1(300,200),p2(500,150);//定义两个颜色画笔，以及一个保存指针
    CPen greenPen, bluePen,*pOldPen;//创建绿画笔，这里第一个参数见下文“CPen画笔样式”。
    greenPen.CreatePen(0,3,RGB(0,255,0));//（实线，宽度为1，颜色为RGB(0,255,0)）//CDC类型的指针pDC,就是一个指向GDI对象的工具//创建新的GDI对象：pDC->SelectObject(&greenPen)//SelectObject(&greenPen) 会返回 【原GDI对象的指针】//使用pOldPen 保存 【原GDI对象的指针】
    pOldPen = pDC->SelectObject(&greenPen);//绘制直线(用新的GDI对象绘图)
    pDC->MoveTo(p0);
    pDC->LineTo(p1);//恢复设备上下文，到此为止，绿色直线段完成绘制
    pDC->SelectObject(pOldPen);//同理，红色直线段绘制
    bluePen.CreatePen(0,3,RGB(0,0,255));//（实线，宽度为1，颜色为RGB(0,255,0)）
    pOldPen = pDC->SelectObject(&bluePen);
    pDC->LineTo(p2);
    pDC->SelectObject(pOldPen);

结果

CPen画笔样式 参数
（CreatePen的第一个参数）

5. 未完待续

5.1

5.2